本文關(guān)鍵詞：永川煤礦深部砂巖頂板瓦斯賦存及水力壓裂治理瓦斯研究

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【摘要】：針對(duì)永川煤礦在深部回采及深部頂板砂巖中掘進(jìn)時(shí)的瓦斯異常涌出問題,本文應(yīng)用瓦斯地質(zhì)學(xué)理論、沉積巖石學(xué)理論、巖心分析技術(shù)及水力壓裂技術(shù),研究深部頂板瓦斯賦存成因、賦存特征及其與瓦斯涌出關(guān)系,制定水力壓裂治理瓦斯措施。取得如下認(rèn)識(shí):①通過分析永川煤礦地質(zhì)條件對(duì)深部頂板瓦斯賦存的控制作用,弄清深部頂板瓦斯成因。研究表明,永川煤礦背斜構(gòu)造與深部斷層發(fā)育具有控氣作用;須家河組六段地層受到其上覆紅色泥巖地層的封閉;須家河組五段的大龍煤層是深部砂巖頂板儲(chǔ)氣的重要?dú)庠磳?地下水運(yùn)動(dòng)為瓦斯由煤層向深部頂板的運(yùn)移提供動(dòng)力;深部頂板泥巖和斷層具有良好的水力封閉性;深部頂板的地應(yīng)力難于釋放和調(diào)整,提供瓦斯賦存的高地應(yīng)力環(huán)境。②通過分析深部頂板砂巖的碎屑成分、結(jié)構(gòu)組成、孔隙特征、孔隙流體飽和度,及其與頂板瓦斯涌出的關(guān)系,找到常規(guī)鉆孔預(yù)抽無法有效治理頂板瓦斯的原因。研究表明,深部頂板砂巖樣品以長(zhǎng)石石英砂巖、巖屑石英砂巖為主,具有較高的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度;取樣段整體上具有較低孔隙度、滲透率,平均孔隙度為4.33%,平均滲透率為0.079×10-3μm2,計(jì)算出深部頂板瓦斯地質(zhì)儲(chǔ)量為7.82×108m3,頂板砂巖縱向上具有較強(qiáng)非均質(zhì)性;砂巖孔隙以含氣為主,深部層位孔喉結(jié)構(gòu)發(fā)育更好,但取樣段砂巖孔喉的整體連通能力差。③通過調(diào)查深部頂板瓦斯涌出及治理情況,考察砂巖敏感性及水力壓裂增滲效果,提出水力壓裂治理深部頂板瓦斯方案。研究表明,采區(qū)內(nèi)上鄰近層大量瓦斯涌出是由于,采空區(qū)面積大而提供瓦斯涌入空間、深部砂巖頂板存在瓦斯和油氣賦存的有利條件、采掘活動(dòng)對(duì)頂板卸壓形成瓦斯流通通道、瓦斯壓力與地應(yīng)力梯度是涌出動(dòng)力;瓦斯治理方案為,在上位頂板卸壓鉆孔抽采的基礎(chǔ)上,采掘卸壓之前,在壓裂用水中加入3%KCL,對(duì)常規(guī)鉆孔進(jìn)行水力壓裂,預(yù)抽頂板內(nèi)瓦斯,在采掘卸壓過程中,將壓裂鉆孔與上位頂板卸壓鉆孔一起進(jìn)行抽采。
【關(guān)鍵詞】：砂巖頂板 瓦斯涌出 瓦斯賦存 巖心分析 水力壓裂
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD712
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 引言8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-11
• 1.2.1 圍巖瓦斯涌出機(jī)理研究8-9
• 1.2.2 圍巖瓦斯涌出防治研究9-11
• 1.3 存在問題11
• 1.4 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線11-13
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容11-12
• 1.4.2 技術(shù)路線12-13
• 2 礦區(qū)地質(zhì)條件與深部頂板瓦斯賦存關(guān)系分析13-20
• 2.1 地質(zhì)構(gòu)造條件13-17
• 2.1.1 背斜構(gòu)造與深部斷層發(fā)育13-15
• 2.1.2 煤層及頂?shù)装?/span>15-17
• 2.2 水文地質(zhì)條件17-18
• 2.2.1 含水層與隔水層17-18
• 2.2.2 斷層導(dǎo)水性18
• 2.2.3 礦井充水條件18
• 2.3 深部頂板巖石力學(xué)條件18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 3 深部頂板瓦斯賦存與瓦斯涌出關(guān)系分析20-41
• 3.1 深部砂巖碎屑成分及結(jié)構(gòu)組成分析20-25
• 3.1.1 碎屑骨架組分特征20-23
• 3.1.2 砂巖結(jié)構(gòu)組成23-25
• 3.2 深部砂巖孔隙特征分析25-38
• 3.2.1 孔隙類型25-29
• 3.2.2 孔滲分布與非均質(zhì)性29-33
• 3.2.3 孔喉結(jié)構(gòu)33-38
• 3.3 深部砂巖孔隙流體飽和度分析38-39
• 3.4 深部頂板瓦斯地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 4 水力壓裂治理深部頂板瓦斯試驗(yàn)研究41-54
• 4.1 深部頂板瓦斯涌出治理現(xiàn)狀41-43
• 4.1.1 深部頂板瓦斯涌出情況調(diào)查41-42
• 4.1.2 深部頂板瓦斯抽采情況調(diào)查42-43
• 4.2 深部頂板水力壓裂試驗(yàn)43-52
• 4.2.1 砂巖敏感性分析44-46
• 4.2.2 施工地點(diǎn)情況與壓裂孔布置46-48
• 4.2.3 注水壓力設(shè)計(jì)及壓裂曲線分析48-52
• 4.3 瓦斯抽采效果分析52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 5 結(jié)論與建議54-56
• 5.1 結(jié)論54-55
• 5.2 建議55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 附錄60
• A. 作者在攻讀碩士期間發(fā)表論文60
• B. 作者在攻讀碩士期間參加科研項(xiàng)目情況60

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本文編號(hào)：1081202